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II-B 太極思維的內容

2. 當代科學的路向與太極思維

科學發展到二十一世紀，在全世界已建立了十分穩固的地位，科學化與現代化差不多成為同義詞，但這不代表繼續發展科學的道路是平坦的，當代複雜系統思維的發展，一方面傳統求線性解的簡約思維要修正為非線性思維，另一方面也要從新認識東方文化，希望能從中吸取養份，解決現代科技為地球帶來的困境。

科學思維的源流
自然科學，溯源于古希臘，勃興于歐洲，十五世紀歐洲經歷千年「黑暗時代」之後，以義大利為前導，文藝開始復興。當時地中海沿岸商品貿易興旺，為開拓市場的需要，推動了天文、地理、數學和力學的發展。

波蘭人哥白尼，在1543年提出「日心說」，哥白尼的理論，經伽利略、開普勒的論証與發展，使西方的自然觀，由籠統、模糊的認識，進入到深入、細緻的研究。英國的培根，在十六、十七世紀大力提倡「科學方法」，即通過實驗、列表、比較、排除、歸納而續步上升到公理，奠定了西方科學嚴謹的研究方法傳統。

與培根同時代的法國人笛卡兒，試圖以機械運動說明自然界的一切，把整個自然界看作一架大機器。並且主張要從錯綜複雜事物區別出最簡單事物，然後予以有秩序的研究。他的《方法談》標示了西方知識傳統的「分析還原原理」，認為總體可以分解為部分，複雜、非線性系統，總可以分解為簡單線性系統來理解。奠定了追求簡單性，追求線性解的西方思維基礎。

英國的牛頓在1686年提出他的《自然哲學的數學原理》巨著。創立了以「萬有引力」及「運動三定律」為基礎的經典力學，將整個自然界描述為一個秩序井然的大機械鐘，祇要這個鐘上緊發條，便能自動運轉，但牛頓的機械論仍要請上帝作「第一推動」，為這大鐘上緊發條。牛頓的化約宇宙觀，在十八世紀發展成認為天地萬物固定不變，一切自然現象各自孤立，時間與空間都是絕對的，用分析方法可以把整體分解為部分，把運動凝固為靜止，再組合還原。這種方法把自然科學推向高峰。

隨著自然科學的發展，工業技術興起。家庭手工業慢慢轉化為以機器為主的工廠。十九世紀三、四十年代，英國率先完成工業革命，法國，美國、德國、俄國以至日本也先後進行了工業革命。工業革命的結果，是技術需要科學，科學為技術服務，技術又反過來推動科學。

十八世紀中葉以前，科學技術主要是個別學者、個別工匠的分散活動。到十八世紀下半葉，由國家支援的科學機構已在歐美各國普遍建立。自然科學分門別類，迅速發展。十九世紀自然科學由分門別類的材料收集，進入到對經驗材料的綜合整理和理論概括。在牛頓的經典力學基礎上，克勞修斯在1867年提出熱力學第二定律，說明一個孤立的系統，總由有序而朝向均勻、簡單、消滅差別的無序方向發展（即熵增），從而得出宇宙總體上走向退化、死亡的結論。而與此同時，達爾文提出相反結論的「進化論」。

達爾文在生物學物種發展方面，描繪複雜的生命有機體是由無機界，發展為單細胞，而到多細胞；由簡單無序，向複雜有序演化。自然是進化的而不是退化的。以機械論為基石的近代科學，開始暴露其局限性 。

另一方面，牛頓的力學，與麥克斯威的電動學也是互相予盾的，麥克斯威的「真空中光速不變原理」，與經典物理互不相容。愛恩斯坦的研究，發現問題出在牛頓的絕對時空觀上，牛頓的經典力學，假設時間與空間是各自獨立的，物體的運動祇是時間與空間的一種外在關係，愛恩斯坦的「相對論」則指出，時間與空間是不能分割的一個整體，時間座標的變動會影響空間座標也變，就如「體」變動時，「面」不能不變一樣。牛頓的經典力學之所以能有效應用，是因為在地球表面，人類所感覺到的運動尺度，與光速相比實在很慢很慢，時空的變動微小到可以忽略而已。「相對論」標誌著科學由近代科學進入到當代科學時代。

「相對論」是宏觀基礎理論，當代科學的微觀基礎理論是波耳的「量子力學」。根據經典力學理論，拉普拉斯認為給定了初始條件，結果是可以預期的。這種單一因果的機械決定論，被「量子力學」的「互補性原理」所否定。「量子力學」指出物質由微觀粒子（量子）所組成，而量子同時具有粒子性與波動性這兩種互相排斥的性質。這兩種相斥但又共存的性質，提示了不必強求同一層次不同現象要用一種理論去解釋，然而這相斥現象的共存，才構成這複雜的世界。

「相對論」與「量子力學」是二十世紀科學的兩件大事。自原子彈顯示了原子能的威力之後，二十世紀大部分時間，科學主流是粒子物理學，粒子物理試圖探究禁錮在更高能量、更小空間及更短時間中的基本物質。這些研究，不是針對大尺度的宇宙，就是研究小尺度的原子、核子、夸克等，仿佛與我們日常生活沒有直接關係。直到被稱為二十世紀科學第三件大事的「渾沌理論」出現，才使科學又再與我們日常生活息息相關。

「渾沌」是指一種無序、無規、混亂難分的狀態。在有確定性的方程式中，渾沌隨時出現。這代表系統演進確定性中的隨機性，也顯示對初始條件的敏感依賴，差之毫厘，失之千里。「渾沌理論」研究從整體上看，系統具有穩定性，系統整體演化具有規律性；但從微觀上看，系統卻是不穩定的。研究渾沌，對無序和有序的轉化、確定性和隨機性的統一、穩定性和不穩定性的結合，自組織過程的複雜性有更深刻的認織。著名的勞倫斯吸子（圖 10），顯示數據表面一團混亂下，深藏著精緻的結耩。


圖10勞倫斯吸子的蝴蝶形嵌套結構

在給定系統不重復自已的前提下，粒子在三維空間自由移動，在永無休止亂打圈子的同時，宏觀上會顯現蝴蝶翅膀樣的穩定形態結構，百試不殆。這蝴蝶形的嵌套結構，其實是立體太極圖的不斷重覆。也就是「太和至中」的形象表現。

勞倫斯吸子所顯示的嵌套結構，稱為「分形結構」，「分形學」是研究整體與部分的自相似層次結構科學。如果將事物的一部分放大來看，會發現部分的形狀結構與整體結構基本相似，部分中再取部分放大，情況一樣，無窮無盡。例如將由人造衛星高度看到的英國海岸線，與隨便在英國海邊一毫米地方，用顯微鏡放大一百萬倍相比較，二者形狀結構在統計意義上十分相似。再放大一百萬倍，情況亦是如此。這種情況，在無機體如是，在有機體更為明顯。「分形學」試圖找出介于有序與無序、宏觀與微觀、整體與部分之間的新秩序。「渾沌理論」與「分形學」與在二十世紀七十年代開始，經三十多年的發展，已普遍應用到物理學，生物學等自然科學，應用科學如醫學、生態學、氣象學，社會科學如社會學、經濟學等多方面。

由培根、笛卡兒到牛頓，代表科學將複雜化為簡單的化約傾向。由達爾文到愛恩斯坦與波耳，代表了科學對整體的內在統一性與協調性的理解。「渾沌理論」與「分形學」，把當代科學思維，指向研究既是有序又是無序，既是隨機又是必然，既是簡單又是複雜的相斥相合路向。這種相反相成的關係，在中國稱為「陰陽相濟」、「太和至中」或「涵三為一」等思維，總稱「太極思維」。


太極思維作為當代科學發展的指引
相反相成、相對統一、相斥相合，「太極思維」已有數千年的研究，並不新鮮。而當代科學在經歷了古典科學與近代科學的過程，也由對局部的細緻研究，到達整體與局部、相反相合的思維路向。「太極思維」的研究經驗，正好符合當代科學這時代，或「後現代」的研究需要，可以為科學新路向的起步階段提供經驗提示，減少尖端科學研究所走的彎路。

科學是研究「有」的學問，「太極思維」指出「有」與「無」是陰陽一體，光看「有」，無論多精緻嚴謹，都衹是一半，看不到全體。怎樣把以物質實證為根本的科學，與結合精神與物質的「太極思維」相融合是一個挑戰。如果一加一等於二衹是不證自明的公理，而在這未經證明的公理上，建立一大套嚴謹的邏輯是可以接受的話，用「太極思維」去繼續發展科學便不是甚麼困難的工作了。